[实用新型]一种骨骼肌组织离心收缩力及刚度测试装置

说明书

本实用新型提供了一种骨骼肌组织离心收缩力及刚度测试装置，其包括：用于拉伸骨骼肌的滑台机构、滑块、用于固定骨骼肌的第一固定机构、第二固定机构、底座、用于刺激骨骼肌收缩的电刺激器、用于拍摄骨骼肌收缩位移的摄像机、标尺以及用于测量骨骼肌离心收缩力值的测力机构，滑台机构设置在底座上，底座为盒体结构，滑块可水平滑动地设置在滑台机构上，第一固定机构设置在滑块上，摄像机设置在底座的上方，标尺设置在滑台机构上，测力机构设置在滑台机构的一端，第二固定机构设置在测力机构上；神经肌肉电刺激器设置在滑台机构的一侧，神经肌肉电刺激器与骨骼肌连接。

技术领域

本实用新型涉及骨骼肌收缩功能状况和特性评估的测试设备技术领域，尤其涉及一种骨骼肌组织离心收缩力及刚度测试装置。

背景技术

1.肌组织离心收缩力及刚度测试的意义

骨骼肌离心收缩力和刚度是了解骨骼肌机能和特性的重要指标，身体的运动都是因为肌肉收缩后，牵拉骨骼产生了位移。离心收缩就是肌肉在外力的影响下，肌纤维有控制的被外力拉长，造成肌纤维逐渐伸长即肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩。离心性收缩的目的往往是起制动作用和控制肢体的动作，收缩速度相对较慢，神经调控比较复杂，在精细的运动中涉及的比较多。但在运动中离心收缩的作用不可小视，骨骼肌做离心收缩时虽然最容易引起肌肉酸疼和损伤，但同一块肌肉，在收缩速度相同的情况下，离心收缩可产生最大的张力。离心运动可以促进力量更高的增长、促进内分泌循环，促进肌肉生长带来更大肌肉维度。因此测量骨骼肌的离心收缩力值，对于测量离心收缩能力，把控运动强度和训练效果都是十分重要的。

肌组织刚度是组织受外力作用时抵抗弹性变形的能力，表示力对骨骼肌组织作用时所产生的位移效应的物理量，为骨骼肌收缩力和移动距离的比值。刚度调节的目的在于维持运动的稳定状态并避免伤害，刚度比力量能更好的评价肌组织的作用效果，因此创造一款可以专门用于测量骨骼肌离心收缩力和刚度指标的测试装置是具有重要应用意义的。

2.肌组织离心收缩力及刚度测试方法现状

目前骨骼肌离心收缩力及刚度测试在组织层面有很大空缺，对于骨骼肌收缩功能状况和特性的多种测量更多为间接评估，而不是直接测量；更多为向心收缩力测试装置，而无离心收缩力测试装置。

目前测试是先给肌组织被动的拉长后给予骨骼肌刺激，测肌组织的变化来求得其刚度，但对于直接测试无相关仪器设备，测量操作时程序繁杂，也容易造成测量结果和数据的不精确。操作方法如下：

(1)运用相关的仪器设备单独进行测试，只测得收缩力。实验仪器设备有，微电极放大器，多导生理记录仪，肌力换能器，予2ms、1Hz的场刺激作用于肌组织，记录一段正常肌组织收缩情况；观察肌组织收缩力情况收缩力通过肌力换能器经多导生理仪连接至电脑进行记录。

上述实验提到的仪器只满足了测量记录骨骼肌收缩的过程与放电情况，且记录的是骨骼肌向心收缩的状态。上述方法各个仪器单独使用，测量繁琐不够便捷，也不利于数据的统一。

(2)肌肉收缩力的测试仪器为微型材料实验机。腓肠肌力学指标的测试：大鼠腓肠肌在半离体状态下，一端连于传感器，另一端连于加载装置的滑块上。滑块以5mm/min的速率移动对肌肉加载。计算机自动控制加载量值，当力值达到1N时，计算机开始持续采样，给肌肉以75Hz、50V的电压刺激肌肉强直收缩12秒，测得收缩力。测试所得的肌肉收缩力除以肌肉收缩的位移(位移需位移传感器测得)，得出其刚度。

上述提到的主要实验机为微型，价格也相对昂贵，可以应用的骨骼肌类型和动物模型不仅相对局限，而且可能不便于固定。且测试针对的是骨骼肌材料力学的一些特性，如延伸性，为骨骼肌在被动拉伸情况下所测参数，而不是肌肉主动收缩的参数。本项目研发装置可避免此类不足，骨骼肌的材料特点和生理参数均可测试收集。